Detectability of Pore Defect in Wind Turbine Blade Composites Using Image Correlation Technique

Defects that occur during the manufacturing process or operation of a wind turbine blade have a great influence on its life and safety. Typically, defects such as delamination, pore, wrinkle and matrix crack are found in a blade. In this study, the detectability of the pores, a type of defect that frequently occur during manufacturing, was examined from the full field strain distribution determined with the image correlation technique. Pore defects were artificially introduced in four-ply laminated GFRP composites with $0^{\circ}/{\pm}45^{\circ}$ fiber direction. The artificial pores were introduced in consideration of their size and location. Three different-sized pores with diameter of 1, 2 and 3 mm were located on the top and bottom surface and embedded. By applying static loads of 0-200 MPa, the strain distributions over the specimen with the pore defects were determined using image correlation technique. It was found the pores with diameter exceeding 2 mm can be detected in diameter.

이미지 상관 기법을 이용한 풍력 발전 블레이드용 복합재료의 기공 결함 검출능

풍력 발전 블레이드의 제조 및 운영 중에 발생하는 결함들은 블레이드의 수명과 안전성에 큰 영향을 미친다. 일반적으로 블레이드의 제조 과정에서는 박리, 기공, 주름, 모재 균열 등과 같은 결함이 발생한다. 본 연구에서는 이미지 상관 기법을 이용하여 변형률 분포를 확인함으로써 블레이드의 제조 과정에서 주로 나타나는 결함 중 하나인 기공 결함의 검출능을 조사하였다. $0^{\circ}/{\pm}45^{\circ}$의 섬유 방향을 가진 4 Ply 로 적층된 GFRP 복합재 시험편에 인공적인 기공 결함을 삽입하여 기공의 크기 및 위치에 따른 검출 의존성을 조사하였다. 기공의 크기는 지름 1, 2, 3 mm 이며, 기공의 위치는 시험편 표면으로부터 0.5, 1.0, 1.5 mm 깊이에 삽입하였다. 부하된 시험 하중은 최대 200 MPa 이며, 이미지 상관 기법을 통해 변형률 분포를 획득하여 지름 2, 3 mm의 기공과 깊이 0.5, 1.0 mm의 기공 결함을 검출할 수 있었다.